DE4024602A1 - Elektrolumineszenzvorrichtung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Elektro­ lumineszenzvorrichtung (nachstehend auch als EL-Vorrichtung bezeichnet), die dazu verwendet werden kann, Zeichen oder grafische Darstellungen bzw. Muster anzuzeigen. Die Er­ findung betrifft insbesondere eine EL-Vorrichtung vom Dünnschicht-Pulver-Hybridtyp.

Eine EL-Anzeigevorrichtung, die eine EL-Vorrichtung ver­ wendet, kann Zeichen oder grafische Muster bzw. Darstel­ lungen mit hoher Darstellungsqualität anzeigen und stellt damit eine der flachen Anzeigevorrichtungen dar, die in den vergangenen Jahren schnell und in weitem Umfang als Terminal eines transportablen Computers oder als Terminal einer Workstation bzw. eines Arbeitsplatzcomputers einge­ führt worden sind.

Die EL-Vorrichtungen werden in eine EL-Vorrichtung vom Wechselstrom-Dünnschichttyp und in eine EL-Vorrichtung vom Gleichstrom-Pulvertyp klassifiziert. Die EL-Vorrich­ tung vom Wechselstrom-Dünnschichttyp weist eine Struktur auf, bei der eine Dünnschicht-Lumineszenzschicht und Isola­ tionsschichten vorgesehen sind, die zu beiden Seiten der Lumineszenzschicht mittels Elektroden zusammengeschichtet sind. Die EL-Vorrichtung vom Gleichstrom-Pulvertyp weist eine Struktur auf, bei der eine Lumineszenzschicht aus einem Zinksulfidpulver und eine strombegrenzende Schicht, die aus einem Cu-überzogenen Zinksulfidpulver besteht, mittels Elektroden zusammengeschichtet sind. Diese beiden Typen sind bereits in praktischer Anwendung. In den vergangenen Jahren ist jedoch zusätzlich zu den obigen Typen von EL-Vorrichtungen eine EL-Vorrichtung vom Dünnschicht-Pulver-Hybridtyp (nachstehend auch als EL- Vorrichtung vom Hybridtyp bezeichnet) mit einer Kombination aus einer Dünnschicht-Lumineszenzschicht und einer strom­ begrenzenden Schicht unter Verwendung eines Pulvers als eine EL-Vorrichtung von hoher Kostenleistung vorgeschlagen worden, die eine hohe Anzeigequalität bei niedrigen Kosten realisieren kann (z. B. GB 1 76 340 und GB 21 76 341).

Fig. 4 zeigt in einer Schnittansicht eine grundsätzliche Anordnung der EL-Vorrichtung vom Hybridtyp. Eine grund­ sätzliche Struktur, ein Herstellverfahren und ein Betriebs­ mechanismus der betreffenden EL-Vorrichtung vom Hybridtyp werden unten unter Bezugnahme auf Fig. 4 beschrieben.

Eine Schicht aus einem transparenten Elektrodenmaterial, wie ITO, ist als transparente Elektrode 2 auf einem Glas­ substrat 1 durch ein Zerstäubungs- oder Vakuumdampf-Nieder­ schlagsverfahren gebildet und in eine bestimmte Musterform unter Anwendung beispielsweise der Photolithographie ge­ bracht worden. Die Lumineszenzschicht 3 ist auf der trans­ parenten Elektrode 2 durch ein Vakuumdampf-Niederschlags­ verfahren, ein Zerstäubungsverfahren, ein MOCVD-Verfahren oder dergleichen gebildet worden. Ein Material, welches häufig als Material der Lumineszenzschicht 3 verwendet wird, wird dadurch erhalten, daß als Lumineszenzzentrum ein Übergangsmetall, wie Mn und Cu, ein seltenes Erdmetall, wie Tb, Sm, Dy, Eu und Ce oder ein Fluorid oder Chlorid davon, in eine Verbindung der Gruppe II-VI oder der Gruppe IIa-VIb, wie ZnS, ZnSe, CaS und SrS, dotiert wird.

Anschließend wird eine strombegrenzende Schicht 4 auf der Lumineszenzschicht 3 gebildet. Die strombegrenzende Schicht 4 dient als Widerstand, der das Fließen eines übermäßigen Stromes durch die Lumineszenzschicht 3 verhindert. Die strombegrenzende Schicht 4 besteht normalerweise aus einer Schicht bzw. einem Film, die bzw. der unter Verwendung von leitendem feinen Pulver mit einem spezifischen Widerstand von 3 × 10³ Ohm · cm bis 1 × 10⁶ Ohm · cm und einem Bindemittelharz durch Anwendung eines Sprühverfahrens bei einer Schichtdicke von 1 bis 30 µm und vorzugsweise von 5 bis 30 µm gebildet ist. Beispiele des leitenden feinen Pulvers sind Cu-überzogenes ZnS, MnO₂, PbS, CuO, PbO, Tb₄O₇, Eu₂O₃, PrO₂, Kohlenstoff und Bariumtitanat. Diese Verbin­ dungen werden einzeln oder in Form von Gemischen verwendet. Zur Steigerung des Kontrastes wird eine schwarze oder dunkle Substanz bevorzugt (die Substanz braucht indessen nicht schwarz oder dunkel zu sein). Ein Film, der aus Al oder dergleichen besteht, ist als Rückplatte 5 in einer Schicht­ dicke von etwa 1 µm auf der strombegrenzenden Schicht 4 durch ein Vakuumdampf-Niederschlagsverfahren oder der­ gleichen gebildet. Die Rückplatte 5 ist mechanisch unter Verwendung einer Diamantnadel eingeritzt, wodurch eine hybride EL-Vorrichtung vom Punktmatrixtyp oder vom Seg­ menttyp vervollständigt ist.

Die Ansteuerung wird normalerweise dadurch vorgenommen, daß eine Impulsgleichspannung von einer Treiberleistungs­ quelle 9 her unter Anwendung der transparenten Elektrode 2 als Anode und der Rückplatte 5 als Kathode angelegt wird. Alternativ dazu kann die betreffende Einrichtung mittels einer Wechselspannung gesteuert werden. Bei einer Ein­ richtung vom Punktmatrixtyp, die imstande ist, Zeichen oder grafische Muster anzuzeigen, wird ein Zeitmultiplex- Ansteuerverfahren zur sequentiellen Abtastung von Zeilen längs der Zeilenrichtung angewandt. Elektronen werden da­ bei von einer Schnittstelle zwischen der strombegrenzen­ den Schicht und der Lumineszenzschicht in die Lumines­ zenzschicht injiziert. Diese Elektronen werden durch ein hohes elektrisches Feld in der Lumineszenzschicht be­ schleunigt und treffen auf die Lumineszenzzentren in einem Zustand hoher Energie auf. Sodann emittieren die erregten Lumineszenzmitten Licht, wenn diese entspannt werden.

Eine EL-Vorrichtung vom Hybridtyp ist mit einer Struktur bekannt, die ähnlich der obigen grundsätzlichen EL-Struk­ tur vom Hybridtyp ist. So ist beispielsweise eine EL-Vor­ richtung vom Hybridtyp, bei der eine dunkle dünne Film­ schicht zwischen die Lumineszenzschicht 3 und die strom­ begrenzende Schicht 4 eingefügt ist und die in Fig. 4 gezeigt ist, beispielsweise in der US-PS 46 72 364 und in der GB 21 76 341 A angegeben. Da die dunkle dünne Film­ schicht eingefügt ist, wird das von der Lumineszenzschicht zu der Rückplatte hin emittierte Licht durch diese dünne Filmschicht absorbiert. Da das Licht daran gehindert ist, unregelmäßig durch die strombegrenzende Schicht reflek­ tiert zu werden, kann infolgedessen der Kontrast der An­ zeige erhöht werden. Insbesondere dann, wenn ein Material, das nicht dunkel ist, wie mit Cu-übezogenes Zinksulfid­ pulver, für die strombegrenzende Schicht verwendet wird, kann eine nennenswerte Auswirkung hinsichtlich einer Ver­ besserung im Kontrast dadurch erzielt werden, daß eine dunkle dünne Filmschicht eingefügt wird. Beispiele für das Material der dunklen dünnen Filmschicht sind ZnTe (dunkelbraun), DdTe (schwarz), CdSe (schwarz/braun), Chalcogenidglas (schwarz), Sb₂S₃ (schwarz/braun) und andere beliebige dunkle Materialien, wie Oxide und Sulfide von Übergangsmetallen und seltenen Erdmetallen, z. B. PbS, PbO, CuO, MnO₂, Tb₄O₇, Eu₂O₃, PrO₂ und Ce₂S₃. Die Filmdicke dünnen Filmschicht trägt normalerweise 2 µm oder weniger.

Bei der hybriden EL-Vorrichtung mit der in Fig. 4 gezeig­ ten konventionellen Grundstruktur beträgt in dem Fall, daß mit Mn dotiertes Zinksulfid für die Lumineszenzschicht verwendet ist, ein Verhältnis (Leuchtwirksamkeit) von Lumi­ neszenzenergie der Vorrichtung zu der Energie, die der Vorrichtung zugeführt ist, 0,02% W/W bis 0,05% W/W.

Bei der konventionellen hybriden EL-Vorrichtung, bei der die dunkle dünne Filmschicht zwischen die Lumineszenzschicht und die strombegrenzende Schicht eingefügt ist, wie dies oben beschrieben worden ist, ist die Leuchtwirksamkeit bzw. der Leuchtwirkungsgrad der Einrichtung geringer als jener der Einrichtung, die keine dunkle dünne Filmschicht aufweist.

Wenn die obigen hybriden EL-Vorrichtungen als Punktmatrix- Anzeigeeinrichtung zur Anzeige von Zeichen und grafischen Mustern verwendet werden, ist auch in dem Fall, daß ein Leuchtwirkungsgrad der Vorrichtung bei 0,05% W/W liegt, bei dem es sich um den höchsten Leuchtwirkungsgrad handelt, der durch die obigen konventionellen Vorrichtungen erzielt wird, dieser Leuchtwirkungsgrad dennoch nicht zufrieden­ stellend.

Falls die obigen hybriden EL-Vorrichtungen als Anzeigevor­ richtung mit einer kleinen oder mittleren Kapazität von etwa 640 × 200 Punkten verwendet werden, kann eine Leucht­ dichte von 50 cd/m², die eine praktische Leuchtdichte einer Anzeigevorrichtung ist, mit dem oben beschriebenen Leucht­ wirkungsgrad erreicht werden. Wenn jedoch die obigen Vor­ richtungen als Anzeigevorrichtung mit einer mittleren oder großen Kapazität von etwa 640 × 400 Punkten oder mit 1024 × 800 Punkten verwendet werden, wie sie derzeit haupt­ sächlich verwendet sind, ist eine Spannungsanlegezeit pro Vorrichtung, das heißt ein sogenannter Arbeitszyklus bzw. die Einschaltdauer, vermindert. Infolgedessen ist die Leuchtdichte bzw. Luminanz auf etwa 20 cd/m² bis 40 cd/m² vermindert, was praktisch unzufriedenstellend ist.

Der Leistungsverbrauch einer Anzeigevorrichtung steht in umgekehrtem Verhältnis zum Leuchtwirkungsgrad. Wenn die obigen hybriden EL-Vorrichtungen als Anzeigevorrichtungen verwendet sind, die eine kleine oder mittlere Kapazität von etwa 640 × 200 Punkten in einem Anzeigefeld der Größe A5 haben, beträgt der Leistungsverbrauch der betreffenden hybriden EL-Vorrichtungen etwa 25 W während der Lichtabgabe von der gesamten Oberfläche, während er etwa 10 W bei dem­ selben Anzeigefeld beträgt, wenn beispielsweise wechsel­ stromgesteuerte Dünnschicht-EL-Vorrichtungen verwendet werden. Dies bedeutet, daß der Leistungsverbrauch der hybriden EL-Vorrichtung sehr hoch ist.

Da der Leistungsverbrauch der Vorrichtung sehr hoch ist, steigert die der Vorrichtung zuzuführende Leistung die Verkürzung der Lebensdauer der Vorrichtung.

Bei der in Fig. 4 dargestellten hybriden EL-Vorrichtung vermeidet die strombegrenzende Schicht 4, daß der spezi­ fische Widerstand der Lumineszenzschicht 3 absinkt und ein übermäßig hoher Strom durch die EL-Vorrichtung fließt, wodurch eine thermische Zerstörung der Vorrichtung ver­ mieden ist.

Wenn der Widerstand der strombegrenzenden Schicht 4 erhöht ist, ist die Stabilität der Vorrichtung in bezug auf die Zerstörung verbessert. Wenn jedoch der Widerstand zu hoch ist, ist der Spannungsabfall in der strombegrenzenden Schicht 4 erhöht, was die Treiber- bzw. Steuerspannung der EL-Vorrichtung erhöht. Deshalb ist der Wert des Wider­ standes begrenzt. Wenn die Filmdicke der strombegrenzenden Schicht 4 bei 5 µm bis 30 µm liegt, weist die strombegren­ zende Schicht 4 vorzugsweise einen Widerstand von 10 bis 2000 Ohm pro Flächeneinheit (1 cm²) in Richtung der Film­ dicke auf, das heißt, daß die betreffende Schicht einen spezifischen Widerstand von etwa 1 × 10⁴ Ohm · cm bis 2 × 10⁶ Ohm · cm aufweist.

Da das Material des oben beschriebenen leitenden feinen Pulvers den obigen spezifischen Widerstand haben muß, nachdem es mittels eines Bindemittels fixiert ist, weist es vorzugsweisee einen spezifischen Widerstand von etwa 1 × 10⁴ Ohm · cm bis 2 × 10⁶ Ohm · cm auf.

In einer Anfangsstufe der Ausbildung der obigen hybriden EL-Vorrichtung wird mit Cu überzogenes ZnS-Pulver, welches in konventioneller Weise in einer EL-Vorrichtung vom Pul­ vertyp verwendet wird, häufig als Material leitenden feinen Pulvers verwendet. Kürzlich ist jedoch ein MnO₂-Pulver verwendet worden, welches den Anzeigekontrast steigert, da es schwarz ist und seinen Widerstand über die Zeit in­ folge keiner Bewegung von Cu nicht ändert.

Diese Pulver werden durch mechanische Pulverisierung oder durch Mahlen von groben Pulvern oder rohrförmigen Materia­ lien mit einer verhältnismäßig großen Partikelgröße herge­ stellt, wie sie durch einen Ausfällprozeß oder einen elek­ trolytischen Prozeß erzeugt werden.

Bei der obigen konventionellen hybriden EL-Vorrichtung wird jedoch eine Leuchtdichteänderung während eines Betriebs hervorgerufen, oder die Lebensdauer der Vorrichtung ist verkürzt.

Darüber hinaus ist bei der obigen konventionellen hybriden EL-Vorrichtung die Lichtausbeute niedrig; sie liegt allen­ falls bei etwa 0,1 lm/W. Deshalb kann diese konventionelle hybride EL-Vorrichtung nicht die Helligkeit liefern, die für einen praktischen Gebrauch geeignet ist.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, eine Elektrolumineszenzeinrichtung zu schaffen, die einen hohen Leuchtwirkungsgrad bzw. eine hohe Leuchtwirksamkeit und eine hohe Luminanz aufweist, den Leistungsverbrauch stark reduziert und eine lange Lebensdauer zeigt.

Gelöst wird die vorstehend aufgezeigte Aufgabe durch eine Elektrolumineszenzvorrichtung, bei der eine erste Elektrode, die Transparenz aufweist, eine Lumineszenzschicht, eine strombegrenzende Schicht und eine zweite Elektrode auf­ einanderfolgend auf einem Substrat gestapelt sind, welches Transparenz aufweist und eine elektrische Isoliereigen­ schaft zeigt, wobei eine Zwischenschicht, die einen ersten Halbleiter mit einem Bandabstand von 2,4 eV oder mehr ent­ hält, in Kontakt mit der Lumineszenzschicht gebildet ist.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Elektrolumineszenzvorrichtung geschaffen, bei der eine erste Elektrode, die Transparenz aufweist, eine Lumineszenzschicht, eine strombegrenzende Schicht, die ein Bindemittel und ein leitendes Pulver enthält, welches hauptsächlich Ruß aufweist, sowie eine zweite Elektrode nacheinander auf einem Substrat gestapelt sind, welches Transparenz sowie eine elektrische Isoliereigenschaft aufweist.

Gemäß einem noch weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Elektrolumineszenzvorrichtung geschaffen, bei der eine erste Elektrode, die Transparenz aufweist, eine Lumineszenzschicht, eine strombegrenzende Schicht, die ein leitendes Pulver und ein Bindemittel aufweist, sowie eine zweite Elektrode nacheinander auf einem Substrat ge­ stapelt sind, welches Transparenz und eine elektrische Isoliereigenschaft aufweist, wobei das in der strombe­ grenzenden Schicht enthaltene leitende Pulver elektrisch in Punktkontakt mit der Oberfläche der Lumineszenzschicht ist.

Anhand von Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend an bevorzugten Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt in einer Schnittansicht eine Elektrolumines­ zenzvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 2 veranschaulicht in einem Diagramm eine Beziehung zwischen der Stromdichte eines Stromes, der in die in Fig. 1 gezeigte Elektrolumineszenzvorrichtung bzw. in konventionelle Elektrolumineszenzvorrich­ tungen zu fließen hat, die ohne Zwischenschichten sind, wobei Leuchtdichte und Leuchtwirkungsgrad angegeben sind, die durch die betreffenden Vorrichtungen erhalten werden.

Fig. 3 veranschaulicht in einer Schnittansicht eine Elektrolumineszenzvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Fig. 4 zeigt in einer Schnittansicht eine Elektrolumines­ zenzvorrichtung gemäß dritten und vierten Ausfüh­ rungsformen und entsprechend einer konventionellen Elektrolumineszenzvorrichtung.

Fig. 5 zeigt in einem Diagramm eine Beziehung zwischen einem spezifischen Widerstand einer strombegren­ zenden Schicht und einer Temperatur für Elektro­ lumineszenzvorrichtungen gemäß einem Beispiel und gemäß einem Vergleichsbeispiel nach der dritten Ausführungsform.

Im folgenden werden die bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf Fig. 1 bis 5 nachstehend beschrieben.

Wie in Fig. 1 gezeigt, besteht die erste Ausführungsform aus einer aufeinanderfolgenden Stapelung einer transparen­ ten Elektrode 2, einer Lumineszenzschicht 3, einer Zwischen­ schicht 6, die einen Halbleiter mit einem Bandabstand von 2,4 eV oder mehr enthält, einer strombegrenzenden Schicht 4 und einer Rückplatte 5 auf einem transparenten Glassub­ strat 1.

Der Halbleiter mit einem Bandabstand von 2,4 eV oder mehr, der in der Zwischenschicht 6 enthalten ist, die zwischen die Lumineszenzschicht 3 und die strombegrenzende Schicht 4 eingefügt ist, umfaßt einen Verbundhalbleiter. Beispiele des Verbundhalbleiters, der zwei Elemente aufweist, sind CuBr (2,9 eV) und jAgI (2,8 eV) der Gruppe I-VII; Cas (5,4 eV), CaSe (5,0 eV), CaTe (4,3 eV), MgSe (5,6 eV), MgTe (4,7 eV), ZnO (3,2 eV), ZnS (3,7 eV), ZnSe (2,6 eV), SrO (5,8 eV), SrS (4,8 eV), SrSe (4,6 eV), SrTe (4,0 eV), CdS (2,4 eV), BaO (4,2 eV), BaS (4,0 eV), BaSe (3,7 eV) und BaTe (3,4 eV) der Gruppe II-VI; HgI₂ (2,5 eV) der Gruppe II-VII; AlAs (2,4 eV), GaN (3,4 eV) und AlP (3,0 eV) der Gruppe III-V); Al₂O₃ (< 5 eV), Al₂S₃ (4,1 eV), Al₂Se₃ (3,1 eV), Al₂Te₃ (2,5 eV), Ga₂O₃ (4,4 eV), GaS (2,5 eV) und In₂O₃ (3,5 eV) der Gruppe III-VI; SiC (2,9 eV) der Gruppe IV-IV; TiO₂ (3,0 eV) und SnO₂ (4,3 eV) der Gruppe IV-VI; sowie As₂O₃ (4,0 eV), As₂S₃ (2,5 eV), Sb₂O₃ (4,2 eV) und Bi₂O₃ (3,2 eV) der Gruppe V-VI. Beispiele des drei Elemente umfassenden Verbundhalbleiters sind PbCO₃ (4,4 eV), H₃BO₃ (5,1 eV) und ZnIn₃Se (2,6 eV). Es sei darauf hingewiesen, daß die in Klammern jeweils angegebenen Zahlen einen (Selbst-)Bandabstand der jeweiligen Substanz in einer Masse angeben.

Neben den Verbundhalbleitern können organische Halbleiter und amorphe Halbleiter mit einem Bandabstand von 2,4 eV oder mehr verwendet werden.

Ferner können Oxide und Nitride, wie BaTiO_x, TaO_x, SiN_x, SiON und SiAlON, die ursprünglich Isolatoren sind, jedoch Halbleitereigenschaften mit Rücksicht darauf zeigen, daß sie von der Stöchiometrie her versetzt sind, verwendet werden. Zusätzlich zu den obigen Substanzen kann jegliche Substanz mit einem Bandabstand von 2,4 eV und Halbleiter­ eigenschaften verwendet werden.

Diese Substanzen können verschiedene Verunreinigungen, wie Ag, Cu, Ni, W, P, Sb, Li, Cl und B enthalten, solange sie einen Bandabstand von 2,4 eV oder mehr aufweisen.

Die obigen Substanzen können einzeln, in Form von gemisch­ ten Kristallen, wie ZnSSe und CaSTe, oder in Form von Mischungen, wie in Form einer Kombination von ZnS und MgTe, verwendet werden.

Die Zwischenschicht 6 kann eine dünne Schicht oder ein Film sein, der aus feinem Pulver besteht. Die Anordnung der Zwischenschicht 6 kann ein durch eine einzelne Schicht gebildeter Film des Verbundhalbleiters sein, wie er oben beschrieben worden ist, oder aber sie kann ein mehrschich­ tiger Film dieser Schichten sein.

Alternativ dazu kann die Anordnung der Zwischenschicht 6 eine Mehrschichtstruktur oder eine gemischte Struktur der Schichten bzw. Filme mit einer weiteren Substanz sein, beispielsweise mit einem Nitrid, wie Si₃N₄ und AlN, einem Oxinitrid, wie SiON und SiAlON, ein Oxid, wie Ta₂O₃ und TiO₂, ein Carbid, wie SiC und WSi und ein Silicid.

Um die Lichtausbeute bzw. den Leuchtwirkungsgrad zu stei­ gern, ist der Halbleiter vorzugsweise zumindest ein Halb­ leiter, der aus der ZnS, ZnSe, CaS, CaSe, SrS, SrSe und CdS enthaltenden Gruppe ausgewählt ist.

Obwohl die Lumineszenzschicht 3 generell mit einem Element dotiert ist, welches als Lumineszenzzentrum dient, kann die Zwischenschicht 6 bei dieser Ausführungsform einen Halbleiter enthalten, der mit einem als Lumineszenzzentrum dienenden Element dotiert ist.

Wenn die Zwischenschicht 6 aus einem Halbleiter besteht, der mit einem Element dotiert ist, welches als Lumineszenz­ zentrum dient, sind die Lumineszenzschicht 3 und die Zwischenschicht 6 im wesentlichen voneinander verschie­ den wie Substanzen, die unterschiedliche Arten von Halb­ leitern enthalten, oder wie Substanzen, die Halbleiter deselben Typs, jedoch mit unterschiedlichen Bandabstän­ den, enthalten.

Die Dicke der einzufügenden Zwischenschicht 6 beträgt vor­ zugsweise 10 nm bis 300 nm. Falls die Dicke geringer ist als 10 nm, ist es schwierig, eine durchgehende Schicht zu bilden, und eine Luminanzänderung wird leicht hervor­ gerufen. Wenn die Dicke größer ist als 300 nm, ist nicht nur der Leuchtwirkungsgrad herabgesetzt, sondern ferner ist die Ansteuerspannung erhöht, womit die Kosten eines Treiber-IC gesteigert sind oder ein Durchschlag hervorge­ rufen wird. Die Dicke beträgt optimal 50 nm bis 150 nm, obwohl sie von den Schichtbildungsbedingungen abhängt.

Obwohl eine Einfügungsposition der Zwischenschicht 6 vor­ zugsweise zwischen der Lumineszenzschicht 3 und der strom­ begrenzenden Schicht 4 liegt, kann die betreffende Schicht zwischen der Lumineszenzschicht 3 und der transparenten Elektrode 2 eingefügt werden. Alternativ dazu kann die Lumineszenzschicht 3 aufgeteilt sein, um die Zwischen­ schicht 6 zwischen die aufgeteilten Schichten einzufügen.

Da das Material, wie ZnS, CaS oder SrS, für die Verwendung in der Lumineszenzschicht 3 normalerweise einen Bandabstand von 3 bis 5 eV hat und vom n-Typ ist, beträgt die Energie­ differenz zwischen einem Leitungsband und einem Ferminiveau etwa 1,0 bis 1,5 eV. Die Anzahl der Elektronen, die auf dem Leitungsband erregt werden, ist bei Zimmertemperatur nahezu Null, weshalb die Lumineszenzschicht 3 ein Isolator ist. Wenn ein stärkeres elektrisches Feld von etwa 1 MV/cm oder ein noch stärkeres Feld an die Lumineszenzschicht 3 angelegt wird, werden die Elektronen jedoch Thermionen, und die Leitfähigkeit der Lumineszenzschicht 3 ist stark vergrößert. In diesem Zustand tritt Lumineszenz der EL- Vorrichtung auf.

Die strombegrenzende Schicht 4 besteht aus einem Halbleiter mit einem spezifischen Widerstand von 3 × 10³ Ohm · cm bis 1 × 10⁶ Ohm · cm nahe jenes spezifischen Widerstands eines Leiters bei Zimmertemperatur. Deshalb ist die Energie­ differenz zwischen einem Leitungsband und einem Fermini­ veau wesentlich geringer als jene der Lumineszenzschicht 3. Die aus einem Temperaturkoeffizienten eines Widerstandes tatsächlich berechnete Energiedifferenz liegt bei 0,2 eV oder niedriger. Deshalb sind Elektronen auf dem Leitungs­ band sogar bei Zimmertemperatur vorhanden.

Die Lumineszenzschicht 3 und die strombegrenzende Schicht 4 mit den obigen elektrischen Eigenschaften sind in Kontakt miteinander gebildet, und eine Spannung wird von der in Fig. 1 gezeigten Steuer- bzw. Treiberspannungsquelle 9 unter Verwendung der strombegrenzenden Schicht 4 als Katho­ de und der Lumineszenzschicht 3 als Anode angelegt. Dadurch wird Lumineszenz der EL-Vorrichtung erhalten. Zu diesem Zwecke wird ein elektrisches Feld mit einem bestimmten Wert oder einem darüber liegenden Wert angelegt.

Der Wert des elektrischen Feldes ist natürlich größer als ein Wert (A) eines elektrischen Feldes, welches benötigt wird, um die Lumineszenzschicht in einen thermionischen Leitzustand zu versetzen. Darüber hinaus muß der Wert größer sein als ein elektrischer Feldwert (B), der es gestattet, daß Elektronen über eine Energiebarriere (wie eine Schottky- Sperre) gelangen, die zwischen der strombegrenzenden Schicht 4 und der Lumineszenzschicht 3 vorhanden ist. Der letztge­ nannte Wert (B) ist im wesentlichen derselbe, jedoch ein klein wenig geringer als der erstgenannte Wert (A). Deshalb ist der Wert (A) des elektrischen Feldes, welches benötigt wird, um die Lumineszenzschicht 3 in einen thermionischen Leitungszustand zu versetzen, normalerweise der Wert eines elektrischen Feldes in der Lumineszenzschicht 3 während der Lichtemission.

Wenn die Zwischenschicht 6 zwischen die strombegrenzende Schicht bzw. Strombegrenzungsschicht 4 und die Lumineszenz­ schicht 3 eingefügt ist, ist jedoch ein heterogener Übergang zwischen der Zwischenschicht 6 und der Luminanzschicht 3 gebildet. Wenn die Zwischenschicht 6 einen n-Halbleiter enthält, ist eine Energiebarriere, wie eine Einkerbung oder eine Spitze, auf der Oberfläche des Heteroübergangs gebildet, und zwar unabhängig davon, ob die Lumineszenz­ schicht 3 vom n-Typ oder vom p-Typ ist. Deshalb wird die Intensität der Energiebarriere, die dann erhalten wird, wenn Elektronen von der Strombegrenzungsschicht 4 in die Lumineszenzschicht 3 injiziert werden, größer als jene, die dann erhalten wird, wenn keine Zwischenschicht 6 ge­ bildet ist. Aus diesem Grunde wird der Wert (B) des elek­ trischen Feldes, welches benötigt wird, um Elektronen zu gestatten, über die Energiebarriere hinwegzugelangen, die zwischen der Strombegrenzungsschicht 4 und der Lumines­ zenzschicht 3 vorhanden ist, größer als der Wert (A) des elektrischen Feldes, welches erforderlich ist, um die Lumineszenzschicht 3 in einen thermionischen Leitungszu­ stand zu versetzen. Infolgedessen wird die Intensität des elektrischen Feldes in der Lumineszenzschicht 3 während der Lichtemission größer als jene, die dann erhalten wird, wenn keine Zwischenschicht 6 gebildet ist.

Wenn die Zwischenschicht 6 aus einem Halbleiter vom p-Typ besteht und wenn die Lumineszenzschicht 3 vom p-Typ ist, ist eine Energiebarriere, eine sogenannte Einkerbung, auf der Oberfläche des Heteroübergangs, wie oben beschrieben, gebildet. Die Intensität des elektrischen Feldes in der Lumineszenzschicht 3 während der Lichtemission wird größer als jene, die in dem Fall vorliegt, daß keine Zwischen­ schicht 6 gebildet ist. Wenn die Zwischenschicht 6 aus einem Halbleiter vom p-Typ besteht und wenn die Lumines­ zenzschicht 3 vom n-Typ ist, ist keine Energiebarriere auf der Oberfläche des Heteroübergangs gebildet. Eine Energiedifferenz zwischen einem Leitungsband und einem Ferminiveau des Halbleiters vom p-Typ, der einen Band­ abstand von 2,4 eV oder mehr hat, beträgt indessen 2 eV oder weniger. Dabei handelt es sich um einen Wert, der größer ist als eine Energiedifferenz von 1,0 bis 1,5 eV zwischen einem Leitungsband und einem Ferminiveau der Lumineszenzschicht 3 vom n-Typ. Deshalb dient die Zwi­ schenschicht 6 selbst als Energiebarriere (C) gegenüber Elektronen. Ferner wird damit in diesem Falle der Wert (D) des elektrischen Feldes, welches benötigt wird, um Elektronen zu gestatten, über die Energiebarriere (C) hinwegzugelangen, größer als der Wert (A) des elektrischen Feldes, welches benötigt wird, um die Lumineszenzschicht 3 in einen thermionischen Leitungszustand zu versetzen. In­ folgedessen wird die Intensität des elektrischen Feldes in der Lumineszenzschicht 3 während der Lichtemission größer als jene, die erhalten wird, wenn keine Zwischenschicht 6 gebildet ist.

In jedem Falle kann durch Einfügen eines Halbleiters mit einem Bandabstand von 2,4 eV oder mehr als Zwischenschicht 6 zwischen der Strombegrenzungsschicht 4 und der Lumineszenz­ schicht 3 die Intensität des elektrischen Feldes in der Lumineszenzschicht 3 während der Lichtemission gesteigert werden, womit die Lichtausbeute bzw. der Leuchtwirkungsgrad erhöht ist.

Bei einer Struktur, bei der die Lumineszenzschicht 3 in zwei oder mehr Schichten unterteilt ist und bei der die Zwischenschicht 6 zwischen den aufgeteilten Schichten ge­ bildet ist, ist die Intensität eines elektrischen Feldes in zumindest einer Lumineszenzschicht aus demselben Grunde wie oben beschrieben, erhöht, und eine Lichtausbeute bzw. der Leuchtwirkungsgrad ist insgesamt erhöht.

Wenn die Zwischenschicht 6 zwischen die Lumineszenzschicht 3 und die transparente Elektrode 2 eingefügt ist, kann mit Rücksicht darauf, daß Elektronen in eine entgegengesetzte Richtung fließen, die obige Beschreibung nicht direkt ange­ wandt werden. Grundsätzlich aus demselben Grunde wie oben beschrieben ist jedoch eine Energiebarriere unabhängig davon gebildet, ob der Halbleiter vom n-Typ oder vom p-Typ ist, und die Intensität des elektrischen Feldes der Lumines­ zenzschicht 3 ist erhöht, womit die Lichtausbeute bzw. der Leuchtwirkungsgrad erhöht ist.

Wenn ein Halbleiter mit einem Bandabstand, der kleiner ist als 2,4 eV, als Zwischenschicht 6 verwendet wird, wird die Energiedifferenz zwischen einem Leitungsband und einem Ferminiveau der Zwischenschicht 6 kleiner als jene der Lumineszenzschicht 3. Deshalb wird sogar in dem Fall, daß eine neue Energiebarriere, wie eine Einkerbung oder eine Spitze auf der Oberfläche des Heteroübergangs gebildet ist, die Intensität der Energiebarriere insgesamt herab­ gesetzt, und die Intensität des elektrischen Feldes in der Lumineszenzschicht 3 ist nicht erhöht. Aus diesem Grunde kann die Lichtausbeute nicht gesteigert werden.

Bei der konventionellen EL-Vorrichtung vom Hybrid-Typ, wie sie in Fig. 4 veranschaulicht ist, ist in dem Fall, daß mit Mn dotiertes Zinksulfid für die Lumineszenzschicht verwendet ist, deren Lichtausbeute bzw. Leuchtwirkungsgrad 0,02% W/W bis 0,05% W/W (siehe z. B. GB 21 76 340 A oder Digest (1984, Seite 30) of Society of Information Display - nachstehend als SID-Publikation bezeichnet).

Wie in Tabelle 2 in der oberen rechten Ecke auf Seite 31 der vorstehend genannten SID-Zeitschrift (1984) veran­ schaulicht, beträgt bei einer konventionellen EL-Vorrich­ tung vom Hybrid-Typ, bei der eine dunkle dünne Filmschicht zwischen eine Lumineszenzschicht und eine Strombegrenzungs­ schicht eingefügt ist, die Lichtausbeute bzw. der Leucht­ wirkungsgrad 0,01% W/W bis 0,02% W/W sogar in dem Fall, daß die Vorrichtung Chalcogenidglas verwendet, welches die höchste Luminanz bzw. Leuchtdichte in den Luminanz­ charakteristiken der Vorrichtungen liefert, bei denen jeweils ZnTe, CdTe, CdSe, Chalcogenid (schwarz) oder Sb₂S₃ zwischen eine Lumineszenzschicht (ZnS : Mn) und eine Strom­ begrenzungsschicht (MnO₂) eingefügt ist. Dieser Leuchtwir­ kungsgrad ist halb so groß oder niedriger als jener, der dann erhalten wird, wenn keine dunkle dünne Filmschicht gebildet ist. Die Tatsache, daß ein Leuchtwirkungsgrad absinkt, wenn eine dunkle dünne Filmschicht eingefügt ist, ist ebenfalls in der GB 21 76 341 A beschrieben.

Bei dieser Ausführungsform ist die Zwischenschicht 6, die aus einem Halbleiter mit einem Bandabstand von 2,4 eV oder mehr besteht, zwischen die Lumineszenzschicht 3 und die Strombegrenzungsschicht 4 eingefügt. Ein Leuchtwirkungsgrad wird nennenswert dadurch gesteigert, daß die Zwischen­ schicht 6 aus folgenden Gründen eingefügt ist. Dies heißt, daß die Höhe einer Elektronenbarriere, die dann gebildet ist, wenn Elektronen von der Strombegrenzungsschicht 4 in die Lumineszenzschicht 3 injiziert werden, durch die eingefügte Schicht 6 angehoben ist und daß demgemäß die Intensität des elektrischen Feldes in der Lumineszenz­ schicht 3 gesteigert ist. Infolgedessen ist die Energie erhöht, die von dem elektrischen Feld an die Elektronen geliefert wird.

Der Grund dafür, warum ein Leuchtwirkungsgrad durch eine dünne Filmschicht nicht gesteigert wird, die zwischen einer Lumineszenzschicht und einer Strombegrenzungsschicht bei der konventionellen Struktur eingefügt ist, ist nicht klar.

Sämtliche konventionell benutzten dünnen Filmschichten bestehen aus Substanzen mit dunklen Farben, wie aus einer schwarzen Substanz mit einem Bandabstand, der kleiner ist als 2,4 eV, da ein Bandabstand von 2,4 eV dem Absorptions­ ende von 517 nm entspricht. Tatsächlich betragen die Band­ abstände der konventionell benutzten Substanzen 2,1 eV, 1,5 eV und 1,7 eV für ZnTe, ZdTe bzw. CdSe.

Um die Erfindung weiter zu veranschaulichen und nicht zu beschränken, wird das nachstehende Beispiel gegeben, bei dem dieselbe Struktur vorhanden ist, wie sie bei der ersten Ausführungsform beschrieben worden ist.

Beispiel 1

Eine Elektrolumineszenzvorrichtung mit der in Fig. 1 gezeig­ ten Struktur wurde wie folgt hergestellt.

Ein ITO-Film als transparente Elektrode 2 wurde in eine Dicke von etwa 500 nm auf einem transparenten Glassubstrat 1 (Corning 7056) durch ein reaktives Aufsprühverfahren ge­ bildet; diese transparente Elektrode 2 wurde mittels Photo­ lithographie in ein Streifenmuster mit einer Teilung von fünf Streifen auf 1 mm ausgeführt. Diese Musterbildung wird beispielsweise in der X-Richtung in einem X-Y-Feld vorgenommen. Anschließend wurde die Filmbildung bei einer Substrattemperatur von 200°C und mit einer Niederschlagungs­ rate von 80 nm/min unter Anwendung eines zwei Quellen an­ wendenden Elektronenstrahl-Dampfniederschlagungsverfahrens durchgeführt, bei dem ZnS und Mn unabhängig gesteuert wurden, wodurch ein ZnS-Film, der 0,5 Gewichtsprozent Mn enthält und der eine Dicke von 1 µm hat, als Lumineszenz­ schicht 3 gebildet wurde. Danach wurde die erzielte Struktur im Vakuum bei einer Temperatur von 550°C etwa zwei Stunden lang geglüht.

Pillen aus ZnSe (Bandabstand = 2,6 eV) in einer Reinheit von 99,999% wurden als Niederschlagungsquelle zur Bildung einer 90 nm dicken ZnSe-Schicht als Zwischenschicht 6 bei einer Substrattemperatur von 250°C mittels eines Elektronen­ strahl-Dampfniederschlagungsverfahrens verwendet.

Anschließend wurde ein Lack, der dadurch hergestellt worden war, daß ein MnO₂-Pulver in einer Lösungsmischung aus einem Harz und einem Verdünner dispergiert war, durch ein Sprüh­ verfahren aufgetragen und getrocknet, um eine Strombegren­ zungsschicht 4 mit einem spezifischen Widerstand von 1 × 10⁵ Ohm · cm in einer Schichtdicke von 12 µm zu bilden.

Al wurde ebenfalls zur Bildung einer 1 µm dicken Schicht als Rückplatte 5 mittels eines Elektronenstrahl-Dampfnie­ derschlagungsverfahrens benutzt. Der Strombegrenzungsschicht 4 und der Rückplatte 5 wurde ein Streifenmuster, beispiels­ weise in der Y-Richtung in dem X-Y-Feld unter Verwendung einer Diamantnadel gegeben. Die gesamte Vorrichtung wurde mit Überzugsglas als Maßnahme gegen Feuchtigkeit überzogen. Damit war die Herstellung der EL-Vorrichtung als Punkt­ matrixstruktur abgeschlossen.

Fig. 2 veranschaulicht die Stromdichte in Abhängigkeit von Luminanz-/Leuchtwirkungsgrad-Kennlinien der EL-Vorrich­ tung, die in der oben beschriebenen Weise hergestellt worden ist. Wie in Fig. 2 gezeigt, ist der Leuchtwirkungsgrad der EL-Vorrichtung mit der Zwischenschicht 6 auf das Zweifache oder Mehrfache des Wertes einer EL-Vorrichtung gesteigert, die keine Zwischenschicht aufweist.

Wenn die konventionelle EL-Vorrichtung vom Hybrid-Typ unter den Bedingungen von 60 Hz, 30 µs und 100 mA/cm² angesteuert wurde, (dies entspricht den Ansteuerbedingungen für 640 × 400 Punkte), dann konnte die Leuchtdichte von ledig­ lich etwa 20 bis 30 cd/cm² erzielt werden. Bei der EL-Vor­ richtung gemäß dem Beispiel 1, bei der die Zwischen­ schicht 6 eingefügt war, konnte indessen eine praktisch zufriedenstellende Luminanz von 70 cd/cm² oder mehr unter denselben Ansteuerbedingungen erzielt werden. Eine 640 × 400-Punktmatrix-Anzeigevorrichtung wurde unter Verwendung der EL-Vorrichtungen gemäß diesem Beispiel hergestellt. Als Ergebnis war der Leuchtwirkungsgrad bei einem Stromwert, der erforderlich war, um eine Luminanz von 50 cd/cm² zu erhalten, von 0,05% W/W einer konven­ tionellen Vorrichtung auf 0,16% W/W gesteigert, das heißt um das Dreifache oder mehr, und zwar durch die Einfügung der Zwischenschicht 6. Aus diesem Grunde war der Leistungs­ verbrauch von 25 W bei der konventionellen Vorrichtung auf 8 W, das heißt auf etwa ein Drittel stark reduziert. Da der Leistungsverbrauch reduziert war, war darüber hinaus die Leuchtlebensdauer der EL-Vorrichtung auf das Zehnfache oder einen höheren Wert jenes der konventionellen Vorrich­ tung verlängert.

Bei der obigen Ausführungsform und dem obigen Beispiel ist die Zwischenschicht 6 zwischen die Lumineszenzschicht 3 und die Strombegrenzungsschicht 4 eingefügt. Der Leuchtwir­ kungsgrad wird jedoch durch Einfügen der Zwischenschicht 6 zwischen die Lumineszenzschicht 3 und die transparente Elektrode 2, zwischen die unterteilten Lumineszenzschich­ ten oder zwischen alle diese Teile effektiv gesteigert.

Bei dem obigen Beispiel wird Mn enthaltendes Zinksulfid in der Lumineszenzschicht verwendet. Zusätzlich zu Mn können jedoch seltene Erdmetalle, wie Tb, Sm und Tm oder deren Fluoride oder Chloride in der Lumineszenzschicht verwendet werden, um denselben Effekt zu erzielen.

Wie in Fig. 3 gezeigt, besteht die zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in der aufeinanderfolgenden Stapelung einer transparenten Elektrode 6, einer Lumines­ zenzschicht 3, einer ersten Zwischenschicht 6, einer zweiten Zwischenschicht 7, einer Strombegrenzungsschicht 4 und einer Rückplatte 5 auf einem transparenten Glassubstrat 1.

Wie bei der ersten Ausführungsform enthält die erste Zwischenschicht 6 einen Halbleiter mit einem Bandabstand von 2,4 eV oder mehr, und vorzugsweise CaS, SrS oder BaS. Die zweite Zwischenschicht 7 vermeidet eine Oxidation der ersten Zwischenschicht 6.

Nachfolgend wird ein Beispiel erläutert, bei dem dieselbe Struktur verwendet ist, wie sie bei der zweiten Ausfüh­ rungsform beschrieben worden ist.

Beispiel 2

Eine Elektrolumineszenzeinrichtung mit der in Fig. 3 ge­ zeigten Struktur wurde wie folgt hergestellt.

Ein ITO-Film mit einer Dicke von etwa 400 nm wurde als transparente Elektrode 2 auf einem Glassubstrat 1 mittels eines reaktiven Sprühverfahrens gebildet. Diese transpa­ rente Elektrode 2 wurde in ein Streifenmuster mit einer Teilung von drei Streifen auf 1 mm in der X-Richtung in­ nerhalb einer X-Y-Ebene durch Photolithographie gebracht. Anschließend wurde ZnS, welches 0,6 Gewichtsprozent Mn enthält, zur Bildung eines Filmes verwendet, der eine Dicke von etwa 0,8 µm als Lumineszenzschicht 3 bei einer Substrat­ temperatur von 200°C hat, wozu ein Widerstandaufheizungs- Dampfniederschlagungsverfahren angewandt wurde.

Ein 50 nm dicker CaS-Film (Bandabstand = 5,4 eV) wurde als erste Zwischenschicht 6 mittels eines Elektronenstrahl- Dampfniederschlagungsverfahrens gebildet, und ein 100 nm dicker ZnS-Film wurde als zweite Zwischenschicht 7 mittels eines Widerstandsaufheizungs-Dampfniederschlagungsverfah­ rens gebildet. Die Substrattemperatur während der Schicht­ bildung betrug für beide Schichten 200°C. Anschließend wurde die erzielte Struktur im Vakuum bei 550°C zwei Stunden lang geglüht.

Ein Lack, der dadurch hergestellt worden war, daß eine Pulvermischung aus Kohlenstoff und Bariumtitanat in einer Lösungsmischung aus einem Harz und einem Verdünner disper­ giert worden war, wurde durch ein Sprühverfahren aufgetra­ gen und getrocknet, wodurch eine Strombegrenzungsschicht 4 mit einem spezifischen Widerstand von 8 × 10⁴ Ohm · cm und einer Schichtdicke von 15 µm gebildet wurde.

Ein Al-Film bzw. eine Al-Schicht mit einer Dicke von etwa 1 µm wurde als Rückplatte 5 mittels eines Vakuum-Dampfnie­ derschlagungsverfahrens gebildet. Schließlich wurden die Strombegrenzungsschicht 4 und die Rückplatte 5 in ein Streifenmuster in der Y-Richtung mittels einer Diamantnadel gebracht.

Bei der in der oben beschriebenen Weise hergestellten Punkt­ matrix-EL-Vorrichtung war der Leuchtwirkungsgrad wie bei der ersten Ausführungsform gesteigert. Aus diesem Grunde war im Vergleich zu konventionellen Vorrichtungen die Leuchtdichte stark gesteigert der Leistungsverbrauch war reduziert und die Lebensdauer der Vorrichtung war ver­ längert.

Darüber hinaus war die Leuchtdichte bzw. Luminanz dieser eine Vielzahl von Zwischenschichten enthaltenden Vorrich­ tung stabiler über die Zeit als jene einer Vorrichtung mit einer einzigen CaS-Zwischenschicht. Dies bedeutet, daß die Lebensdauer dieser Vorrichtung länger war als jene der konventionellen Vorrichtung. Als Grund für dieses Er­ gebnis wird folgendes angenommen.

Obwohl CaS eine Substanz ist, die exzellente elektrische Eigenschaften hat, da sie den Leuchtwirkungsgrad erhöht, wird dieses Substanz sehr leicht oxidiert. Wenn die CaS enthaltende erste Zwischenschicht in Kontakt mit der oberen Strombegrenzungsschicht 4 ist, die ein Oxid enthält, wird damit die Zwischenschicht 6 allmählich während der Licht­ emission über eine lange Zeitspanne hinweg oxidiert, und die für CaS erforderlichen elektrischen Eigenschaften sind verloren. CnS ist eine stabile Substanz, da sie nicht leicht oxidiert wird im Vergleich zu CaS. Wenn eine Mehrschicht­ struktur der Zwischenschicht 6, die CaS enthält, und der Zwischenschicht 7, die ZnS enthält, so gebildet waren, daß die Zwischenschicht 6 auf der Seite der Lumineszenz­ schicht 3 und die Zwischenschicht 7, die ZnS enthält, auf der Seite der Strombegrenzungsschicht 4 angeordnet ist, dann steigerte die CaS enthaltende Zwischenschicht 6 den Leuchtwirkungsgrad der Vorrichtung, und die ZnS enthal­ tende Zwischenschicht 7 verhinderte eine Oxidation von CaS. Als Ergebnis wurden ein hoher Leuchtwirkungsgrad und eine lange Lebensdauer für die EL-Vorrichtung erzielt.

Eine derartige Mehrschichtstruktur ist effektiv, wenn eine Substanz, die leicht oxidiert wird, wie SrS oder BaS, an­ stelle von CaS verwendet wird. Jegliche Substanz kann in der zweiten Zwischenschicht 7 verwendet werden, um eine Oxidation zu verhindern, solange die betreffende Substanz im wesentlichen keinen Sauerstoff oder lediglich eine ge­ ringe Menge an Sauerstoff enthält und einen spezifischen Widerstand von 10³ Ohm · cm oder darunter bei einer Schwell­ wertspannung der Lumineszenzschicht aufweist. Beispiele für Substanzen sind zusätzlich zu ZnS, Gruppe II-VI, Sub­ stanzen, wie ZnSe und CdS, Siliciumnitride, welche keinen Sauerstoff enthalten, Nitride, wie Aluminiumnitrid, und Oxinitride davon, die lediglich eine geringe Sauerstoff­ menge enthalten. Diese Substanzen haben eine gute Funktion. Zusätzlich können Silicide, Carbide und Boride von Über­ gangsmetallen verwendet werden.

Aus demselben Grund wie bei der ersten Ausführungsform beträgt die Schichtdicke vorzugsweise 10 nm bis 300 nm.

In Übereinstimmung mit den EL-Vorrichtungen der obigen ersten und zweiten Ausführungsformen werden folgende Vor­ teile erzielt. Es wird ein Leuchtwirkungsgrad derart ange­ hoben, daß er wesentlich höher ist als jene konventioneller Vorrichtungen. Demgemäß kann im Vergleich zu konventionel­ len Vorrichtungen eine Leuchtdichte gesteigert werden, der Leistungsverbrauch kann reduziert werden und die Lebens­ dauer der Vorrichtung kann verlängert werden. Darüber hin­ aus ist eine Anzeigevorrichtung unter Verwendung der EL- Vorrichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung deutlich verbessert, und der Anwendungsbereich der Anzeigevorrichtung kann erweitert werden.

Die dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist eine ähnliche Stapelstruktur auf wie jene der in Fig. 4 gezeigten Vorrichtung; sie besteht nacheinander gepackt aus einer transparenten Elektrode 2, einer Lumineszenz­ schicht 3, einer Strombegrenzungsschicht 4, welche dadurch erhalten wird, daß ein leitendes Pulver mittels eines Bin­ demittelharzes fixiert wird, und einer Rückplatte 5 auf einem transparenten Isolationssubstrat 1. Ein leitendes Pulver, das hauptsächlich Ruß enthält, wurde als leiten­ des Pulver der Strombegrenzungsschicht 4 verwendet.

Der Ruß enthält verschiedene Substanzen, wie Gasruß, Ofen­ ruß und Acetylenruß, und zwar entsprechend den Herstellver­ fahren. Die betreffenden Substanzen haben unterschiedliche physikalische Eigenschaften. Jede dieser Substanzen kann solange verwendet werden, wie der Partikeldurchmesser vor­ zugsweise 3 µm oder weniger beträgt.

Beispiele für das leitende feine Pulver, welches haupt­ sächlich Ruß enthält, sind leitende feine Pulver, die lediglich den Ruß enthalten, und ein Pulver, welches durch Mischen eines leitenden feinen Pulvers hergestellt ist, mit Ausnahme einer Mischung von Ruß in Ruß. Im besonderen wird eine Mischung aus Ruß und einem auf Bariumtitanat basierenden Halbleiter bevorzugt, da ein Temperaturkoeffi­ zient eines elektrischen Widerstands der Mischung leicht Null oder höher wird.

Dieser auf Bariumtitanat basierende Halbleiter wird da­ durch gebildet, daß eine geringe Menge von Yttrium oder Zer in einem Ferroelektrikum, wie Bariumtitanat, Strontium­ titanat oder Bleititanat, hinzugesetzt wird, um Leitfähig­ keit zu erzielen. Der Partikeldurchmesser dieses Halblei­ ters beträgt ebenfalls vorzugsweise 3 µm oder weniger.

Wenn die beiden Typen von Substanzen zwischen Messing­ elektroden zusammengeschichtet sind und eine Belastung von 6 kg ausgeübt wird, dann betragen die spezifischen Widerstände der Substanzen in Form eines feinen Pulvers 10^-2 bis 10¹ Ohm · cm und 10⁶ bis 10⁸ Ohm · cm für Ruß bzw. den Halbleiter auf Bariumtitanatbasis. Da ein bevorzug­ ter spezifischer Widerstand des leitenden feinen Pulvers der Strombegrenzungsschicht 4 bei 10⁴ bis 10⁶ Ohm · cm liegt, kann ein in diesen Bereich hineinfallender spezifischer Widerstand durch Mischen der beiden Substanzen erzielt werden.

Eine Mischung dieser Pulver wird in Form eines Pulvers oder einer in einem Lösungsmittel dispersiblen Lösung ver­ wendet und mittels eines Bindemittelharzes fixiert. Bevor die Pulvermischung in einer Bindemittel-Harz-Lösung dis­ pergiert wird, kann ein Koppelungsmittel verwendet werden, um die Dispersionseigenschaften der Mischung zu verbessern. In diesem Falle kann ein Kopplungsmittel auf Aluminium­ basis einen höchst bevorzugten Effekt hervorbringen.

Beispiele des Bindemittelharzes sind ein Harz auf Vinyl­ basis, ein Harz auf Polyesterbasis, ein Harz auf Poly­ amidbasis, ein Harz auf Zellulosebasis, ein Harz auf Poly­ urethanbasis, ein Harz auf Harnstoffbasis, ein Harz auf Expoxybasis, ein Harz auf Melaminbasis und ein Harz auf Siliconbasis. Im besonderen kann bevorzugt ein Polymer­ material mit einer polaren Gruppe, wie einer Hydroxil­ gruppe, einer Carboxylgruppe, einer Sulfonylgruppe oder eine Nitrogruppe, oder eine reaktive Gruppe, wie eine Epoxy­ gruppe, eine Isozyan- bzw. Isozyansäuregruppe oder eine Silanolgruppe verwendet werden.

Ein Volumenmischverhältnis des Bindemittelharzes, des feinen Rußpulvers und des feinen Halbleiterpulvers auf Barium­ titanatbasis erfüllt vorzugsweise sämtliche folgenden Be­ ziehungen (1) bis (3):

C/A ≧ 1,5 (1)
B ≧ 50% (2)
C ≧ 5% (3)

(Wobei A das Verhältnis des Körpervolumens des Barium­ titanates zu dem Volumen der Strombegrenzungsschicht ist, wobei B das Verhältnis des Körpervolumens des Bindemittel­ harzes zu dem Volumen der Strombegrenzungsschicht ist, und wobei C das Verhältnis des Körpervolumens von Ruß zu dem Volumen der Strombegrenzungsschicht ist).

Das "Körpervolumen" bedeutet nicht ein scheinbares Volumen, sondern vielmehr das tatsächliche Volumen im Falle eines Pulvermaterials, und es bedeutet ein Volumen in einem ver­ festigten Material, welches kein Lösungsmittel oder der­ gleichen im Falle eines Hartmaterials enthält.

Wenn die Beziehungen (1) und (2) nicht erfüllt sind, neigt der Widerstand der Strombegrenzungsschicht 4 dazu anzu­ steigen. Wenn die Beziehung (2) nicht erfüllt ist, sind die Filmbildungseigenschaften zweifellos verschlechtert, das heißt die Strombegrenzungsschicht 4 bricht.

Bei einer internen Struktur der Strombegrenzungsschicht 4 ist die örtliche Gleichförmigkeit eines elektrischen Wider­ stands höchst bedeutsam. Bei der vorliegenden Erfindung werden leicht Rußtrauben gebildet. Deshalb wird vorzugsweise ein Dispersionsverfahren angewandt, welches keine Trauben bzw. Cluster erzeugt oder solche beseitigt. Nachdem der Ruß in der Bindemittel-Harz-Lösung dispergiert ist, können große Rußpartikel durch Filtern beseitigt werden, indem ein Filter mit einem Lochdurchmesser von 5 µm oder weniger verwendet wird.

Die obige dritte Ausführungsform ist unter Berücksichti­ gung der Tatsache geschaffen worden, daß eine Luminanzände­ rung oder eine kurze Lebensdauer der konventionellen hybri­ den EL-Vorrichtung durch einen Teufelskreis hervorgerufen wird, bei dem "der elektrische Widerstand der Strombegren­ zungsschicht durch einen Temperaturanstieg herabgesetzt wird, welcher durch Lumineszenz hervorgerufen worden ist, um einen höheren Strom fließen zu lassen, was zu einem weiteren Temperaturanstieg führt". Gemäß dieser Ausführungs­ form wird eine Mischung aus Ruß und einem Halbleiter auf Bariumtitanatbasis oder Ruß, bei dem eine Änderung im elek­ trischen Widerstand bezogen auf den Temperaturanstieg posi­ tiv oder sehr klein ist, als Strombegrenzungsschicht verwen­ det. Deshalb kann ein Durchbrechen bzw. Durchschlagen, wie es durch Wärmeerzeugung bei konventionellen Vorrichtungen unter Verwendung von MnO₂ hervorgerufen wird, vermieden werden.

Nachstehend sind Beispiele aufgeführt, deren Strombegren­ zungsschichten Ruß enthalten, wie dies bei der dritten Ausführungsform beschrieben ist.

Elektrolumineszenzvorrichtungen mit der in Fig. 4 gezeig­ ten Struktur wurden wie folgt hergestellt.

Beispiel 3

Ein ITO-Film mit einer Dicke von etwa 500 nm wurde als transparente Elektrode 2 auf einem Glassubstrat 1 mittels eines reaktiven Prüfverfahrens gebildet, und diese transpa­ rente Elektrode 2 erhielt dann ein bestimmtes Formmuster durch Photolithographie. Anschließend wurde ein mit 0,3 Gewichtsprozent Mn dotierter ZnS-Film als Lumineszenz­ schicht 3 mit einer Dicke von etwa 1 µm mittels eines Elek­ trodenstrahl-Verdampfungsniederschlagungsverfahrens ge­ bildet.

Ruß (SEAST 9H (Handelsname): TOKAI CARBON CO., LTD) wurde in einer Lösungsmittel-Mischungslösung eines Kopplungs­ mittels auf Aluminiumbasis (AL-M (Handelsname): Ajinomoto Company, Inc.) dispergiert, und eine Lösungsmischung eines Bindemittelharzes (MR-110 (Handelsname): Japan Zeon Co., Ltd.) und eines Verdünners wurde der erzielten Mischung hinzugesetzt, so daß ein Volumenverhältnis von Ruß zu Bindemittelharz nach der Verfestigung von 2 : 8 vorhanden war. Die resultierende Lösungsmittelmischung wurde mittels eines 10 µm dicken Teflon-Membran-Filters und sodann mit­ tels eines 5 µm dicken Teflon-Membran-Filters gefiltert. Ein Lack, der in der oben beschriebenen Weise hergestellt worden war, wurde mittels eines Sprühverfahrens aufgetra­ gen und getrocknet, um eine Strombegrenzungsschicht 4 mit einem spezifischen Widerstand von 4× 10⁴ Ohm · cm und einer Schichtdicke von 15 µm zu bilden. Die gebildete Strombe­ grenzungsschicht 4 war eine schwarze Schicht ohne Lücken, durch das Harz verfestigt, und sie wies im wesentlichen eine gleichmäßige Dicke auf.

Eine Al-Schicht mit einer Dicke von etwa 1 µm wurde als Rückplatte 5 mittels eines Vakuum-Dampfniederschlagungs­ verfahrens gebildet. Die Strombegrenzungsschicht 4 und die Al-Schicht 5 wurden gleichzeitig mittels einer Diamant­ nadel geritzt, um ein bestimmtes Rückplattenmuster zu bil­ den.

Wenn die in der oben beschriebenen Weise hergestellten EL-Vorrichtungen mit einem Treiber verbunden wurden, um Licht zu emittieren, wurde das Licht gleichmäßig von der gesamten Oberfläche emittiert, und keine Leuchtdichte­ änderung wurde beobachtet.

Beispiel 4

Eine Mischung von 6 : 1 (Volumenverhältnis) von Ruß (SEAST 9H (Handelsname): TOKAI CARBON CO., LTD.) und einem Halbleiter auf Bariumtitanatbasis (PTC-SN (Handelsname): KYORITSU CERAMIC MATERIALS CO., LTD.) wurde in einer Lösungsmittel- Mischungslösung eines Kopplungsmittels auf Aluminiumbasis (Al-M (Handelsname): Ajinomoto Co., Inc.) dispergiert, und eine Lösungsmittelmischung aus einem Bindemittelharz (MR-110 (Handelsname): Japan Zeon Co., Ltd.) und einem Verdünner wurde der erzielten Mischung hinzugesetzt, so daß ein Volumenverhältnis des Gesamtvolumens der Pulver zu dem Bindemittelharz 1,75 : 8,25 betrug. Nach Ablauf derselben Prozeduren wie beim Beispiel 3 wurde die herge­ stellte Lösungsmischung mittels eines 10 µm dicken Teflon- Membranfilters und sodann mittels eines 5 µm dicken Teflon- Membranfilters gefiltert, wodurch ein Lack hergestellt war.

Der hergestellte Lack wurde mittels eines Sprühverfahrens auf ein Glassubstrat 1 (eine Lumineszenzschicht 3) aufge­ tragen und getrocknet, welche die Lumineszenzschicht 3 und eine transparente Elektrode 2 aufweist, und zwar den­ selben Prozeduren folgend, wie sie im Beispiel 3 angegeben sind. Dadurch ist eine Strombegrenzungsschicht 4 mit einem spezifischen Widerstand von 1 × 10⁶ Ohm · cm und einer Schichtdicke von 15 µm gebildet.

Eine Rückplatte 5 wurde nach denselben Prozeduren, wie im Beispiel 3 angegeben, gebildet und mittels einer Dia­ mantnadel zur Bildung eines bestimmten Rückplattenmusters geritzt.

Wenn die in der oben beschriebenen Weise hergestellten EL-Vorrichtungen mit einem Treiber zum Emittieren von Licht verbunden wurden, wurde Licht gleichmäßig von der gesamten Oberfläche emittiert, und keine Luminanzänderung wurde beobachtet.

Beispiel 5

Eine Mischung im Verhältnis von 11 : 5 (Volumenverhältnis) aus Ruß (SEAST 9H (Handelsname): TOKAI CARBON CO., Ltd.) und einen Halbleiter auf Bariumtitanatbasis (PTC-SN (Handelsname): KYORITSU CERAMIC MATERIALS CO., LTD.) wurde in einer Lösungsmittel-Mischungslösung eines Kopplungs­ mittels auf Aluminiumbasis (Al-M (Handelsname): Ajinomoto Co., Ltd.) dispergiert, und eine Lösungsmischung aus einem Bindemittelharz (MR-110 (Handelsname): Japan Zeon Co., sowie ein Verdünner wurden der resultierenden Mischung hin­ zugesetzt, so daß das Volumenverhältnis des Gesamtvolumens an Pulvern und Bindemittelharz 4 : 6 betrug.

Nach derselben Prozedur wie sie im Beispiel 3 erläutert worden ist, wurde die in der oben beschriebenen Weise her­ gestellte Lösungsmischung mittels eines 10 µm dicken Teflon- Membranfilters und dann mittels eines 5 µm dicken Teflon- Membranfilters gefiltert, wodurch ein Lack hergestellt war.

Der hergestellte Lack wurde mittels eines Sprühverfahrens auf ein Glassubstrat 1 (eine Lumineszenzschicht 3) aufge­ tragen und getrocknet, welche die Lumineszenzschicht 3 und eine transparente Elektrode 2 aufwies, die in derselben Weise hergestellt war, wie dies im Beispiel 3 erläutert worden ist, wodurch eine Strombegrenzungsschicht 4 mit einem spezifischen Widerstand von 3 × 10⁵ Ohm · cm und einer Schichtdicke von 15 µm gebildet war.

Eine Rückplatte 5 wurde nach denselben Prozeduren, wie im Beispiel 3 erläutert, hergestellt und mittels einer Diamantnadel unter Bildung eines bestimmten Rückplatten­ musters geritzt.

Wenn die in der oben beschriebenen Weise hergestellten EL-Vorrichtungen mit einem Treiber zum Emittieren von Licht verbunden waren, wurde Licht gleichmäßig von der gesamten Oberfläche emittiert, und keinerlei Luminanzänderung wurde beobachtet.

Eine Änderung im spezifischen Widerstand in Übereinstimmung mit einer Temperaturänderung der gemäß Beispiel 5 herge­ stellten Strombegrenzungsschicht 4 wurde gemessen. Das Meßergebnis ist in Fig. 5 veranschaulicht. Aus Fig. 5 ist ersichtlich, daß der spezifische Widerstand der Strombe­ grenzungsschicht gemäß dem Beispiel 5 nicht von der Tempe­ ratur abhängt, sondern einen im wesentlichen konstanten Wert zeigt.

Vergleichsbeispiel 1

Ein MnO₂-Pulver, welches nach einem elektrolytischen Ver­ fahren hergestellt worden ist, wurde in einer Kugelmühle gemahlen, um eine mittlere Partikelgröße von 0,3 µm zu erzielen; eine Lösungsmischung aus einem Bindemittelharz (MR-110 (Handelsname): Japan Zeon Co., Ltd.) und einem Verdünner wurden dem erzielten Pulver hinzugesetzt, so daß ein Volumenverhältnis des Volumens des MnO₂-Pulvers zu dem Volumen des Bindemittelharzes 3 : 7 betrug. Nach Durch­ führung derselben Prozeduren wie im Beispiel 3 wurde die in der oben beschriebenen Weise hergestellte Lösungs­ mittelmischung mittels eines 10 µm dicken Teflon-Membran­ filters und dann mittels eines 5 µm dicken Teflon-Membran­ filters gefiltert, wodurch ein Lack hergestellt war.

Der hergestellte Lack wurde mittels eines Sprühverfahrens auf ein Glassubstrat 1 (eine Lumineszenzschicht 3) aufge­ tragen und getrocknet, welche die Lumineszenzschicht 3 und eine transparente Elektrode 2 aufweist, was nach den­ selben Prozeduren hergestellt worden ist wie im Beispiel 3. Dadurch ist eine Strombegrenzungsschicht 4 mit einem spezifi­ schen Widerstand von 5 × 10⁴ Ohm · cm und einer Schicht­ dicke von 20 µm gebildet worden.

Eine Rückplatte 5 wurde nach denselben Prozeduren wie im Beispiel 3 hergestellt und mittels einer Diamantnadel unter Bildung eines bestimmten Rückplattenmusters geritzt.

Wenn die in der oben beschriebenen Weise hergestellten EL-Vorrichtungen mit einem Treiber zum Emittieren von Licht verbunden waren, war die Temperatur eines Anzeigefeldes mit zunehmender Luminanz bzw. Leuchtdichte erhöht, und ein Durchbruch bzw. Bruch trat nacheinander bei Vorrich­ tungen im hellsten Teil des Anzeigefeldes auf.

Eine Änderung im spezifischen Widerstand entsprechend einer Temperaturänderung der Strombegrenzungsschicht gemäß dem Vergleichsbeispiel 1 wurde nach denselben Prozeduren, wie im Beispiel 5 angegeben, gemessen. Das Meßergebnis ist in Fig. 5 gezeigt.

Wie aus Fig. 5 ersichtlich ist, war im Vergleich zum spezi­ fischen Widerstand der Strombegrenzungsschicht gemäß dem Vergleichsbeispiel 1 der spezifische Widerstand der Strom­ begrenzungsschicht gemäß dem Beispiel 5 unabhängig von der Temperatur im wesentlichen konstant.

Bei der EL-Vorrichtung gemäß der obigen dritten Ausfüh­ rungsform werden folgende Vorteile erzielt. Eine Luminanz- bzw. Leuchtdichteänderung in der die Strombegrenzungs­ schicht verwendenden EL-Vorrichtung kann verbessert werden, und ein Durchbruch kann vermieden werden, wodurch die Zu­ verlässigkeit der EL-Vorrichtung verbessert ist.

Darüber hinaus ist bei der EL-Vorrichtung dieser Ausfüh­ rungsform der spezifische Widerstand der Strombegrenzungs­ schicht unabhängig von der Temperatur konstant. Deshalb sind zeitliche Änderungen sowohl der benötigten Leistung als auch der Luminanz gering.

Die vierte Ausführungsform weist eine Stapelstruktur auf, die jener der in Fig. 4 dargestellten Vorrichtung entspricht bzw. ähnlich ist, wobei ein in einer Strombegrenzungsschicht 4 enthaltenes leitendes Pulver elektrisch in Punktkontakt mit der Oberfläche einer Lumineszenzschicht 3 ist.

Um das leitende Pulver elektrisch in Punktkontakt mit der Lumineszenzschicht 3 zu bringen bzw. auszubilden, weist das leitende Pulver vorzugsweise eine Spitze auf, die mit der Lumineszenzschicht 3 in Punktkontakt sein kann.

Zu diesem Zweck enthält das leitende Pulver in wünschens­ werter Weise Partikel mit Spitzen oder eine Ansammlung der Partikel. Eine praktische Form des Partikels mit einer Spitze ist als eine Form, abgesehen von der einer Kugel, eines kugelförmigen Gebildes und einer Form angenommen, die von einer weiteren unregelmäßigen, durchgehend ge­ krümmten Oberfläche umgeben ist. Makroskopisch betrachtet enthält die Partikelform einen Punkt, der zumindest in einem Teil der gekrümmten Oberfläche nicht unterscheid­ bar bzw. differenzierbar ist. Physikalisch betrachtet kann die Form als ein Objekt mit einem Bereich ausgedrückt werden, der einen Krümmungsradius von 5 nm oder weniger hat. Ein Kontaktbereich wird als ein Punkt betrachtet, wenn die Kontakbereichsoberfläche einen Krümmungsradius von 4 nm oder weniger hat und in physikalischen Kontakt mit einer Ebene gebracht ist bzw. wird.

Um den minimalen Wert des Krümmungsradius des Kontaktbe­ reiches des leitenden Pulvers in bezug auf die Lumines­ zenzschicht 3 auf 5 nm oder weniger festzulegen, beträgt die Partikelgröße des leitenden Pulvers vorzugsweise 10 nm oder weniger, oder das leitende Pulver weist vor­ zugsweise einen entsprechenden Bereich zumindest in seinem einen Teil auf.

Beispiele der Form sind ein Tetraeder, ein Hexaeder, ein Oktaeder, ein Dodecaeder, ein Ikositetraeder, eine Säule, eine Spindel und eine Nadel.

Beispiele von Partikeln mit den obigen Formen sind fol­ gende.

Beispiele eines Hexaeder-Partikels sind ein Mangan(II)- Carbonat-Partikel, der durch eine Reaktion zwischen Mangan­ sulfat und Ammoniumbicarbonat in einer wäßrigen Lösung hergestellt ist, eines kubischen Hematitpartikels, der durch Hydrolyse eines Eisen(III)-Hydroxo-Komplexes in einer Alkohollösung hergestellt ist, und eines ITO (Indiumoxid: Zinn) - Ultrafein-Partikels, der nach einem Dampfphasen­ verfahren hergestellt ist.

Ein Beispiel eines säulenförmigen Partikels ist eine Kohlenstoffaser.

Ein Beispiel eines spindelartigen Partikels ist ein spindelartiger Hematitpartikel, der durch Reaktion zwischen Eisen(III) Chlorid und Natriumdihydrogenphosphat in einer wäßrigen Lösung hergestellt ist.

Wenn ein Typ von Partikeln mit den obigen Formen oder An­ häufungen davon in die Strombegrenzungsschicht 4 derart zu dispergieren ist, daß die betreffenden Partikel mit der Oberfläche der Lumineszenzschicht 3 in Kontakt sind, kann ein Teil des Kontaktbereiches nicht in Punktkontakt sein (z. B. ein Kontakt eines Teiles mit einem Krümmungs­ radius von 5 nm oder weniger) mit der Oberfläche. So kann beispielsweise ein Partikel mit seiner flachen Oberfläche in Kontakt sein, falls Partikel oder Anhäufungen davon Hexaeder sind, oder durch seine zylindrische Oberfläche, falls Partikel oder Ansammlungen davon säulenförmig sind. Dies bedeutet, daß der Kontaktbereich nicht notwendiger­ weise ein Punktkontakt mit der Oberfläche ist. Da Parti­ kel, welche die obigen Formen haben oder Ansammlungen davon sind, mit ihren Ecken oder Seiten mit gewisser Wahrschein­ lichkeit in Kontakt sind, können indessen die Partikel mit diesen Formen verwendet werden.

Eine Ansammlung bzw. Anhäufung von nadelartigen Kristallen kann unabhängig von der Richtung der Partikel in Punkt­ kontakt sein. Im besonderen wird die Form einer radialen Ansammlung bzw. Menge, in der nadelartige Kristalle radial von einem Punkt aus abstehen, höchst bevorzugt. Sogar dann, wenn Kristalle sich nicht von einem Punkt aus erstrecken, kann eine ähnliche bzw. entsprechende Form im wesentlichen denselben Effekt hervorbringen. Es ist von Bedeutung, daß die Spitzen der nadelartigen Kristalle im wesentlichen in alle Richtungen gerichtet sind.

Ein Aspektverhältnis (Länge der Hauptachse: Länge der Neben­ achse) eines derartigen nadelartigen Kristalls beträgt vorzugsweise 5 : 1 und besonders bevorzugt 10 : 1. Wenn Neben­ achsen rechtwinklig zu Hauptachsen verlaufen, ist ein Ver­ hältnis der Längen zweier Nebenachsen rechtwinklig zueinan­ der nicht besonders eingeschränkt, wobei allerdings die Längen vorzugsweise im wesentlichen gleich sind. Obwohl die Größe des nadelartigen Kristalls, die durch die Länge der Nebenachse gekennzeichnet ist, vorzugsweise in den Bereich von 1 nm bis 10 nm fällt, ist eine geringere Größe höchst bevorzugt, solange die betreffende Größe in diesen Bereich fällt. Falls die Größe 10 nm übersteigt, ist die Kontaktdichte in bezug auf die Lumineszenzschicht vermin­ dert, womit der Leuchtwirkungsgrad reduziert ist. Falls die Größe kleiner ist als 1 nm, zeigt der Kristall nicht mehr seine Eigenschaften als eine Substanz, und seine speziellen Charakteristiken können nicht erreicht werden. Die Länge der Hauptachse dieses nadelartigen Kristalls fällt vorzugsweise in den Bereich von 50 nm bis 200 nm.

Die Struktur des Spitzenteiles des nadelartigen Kristalls in Richtung der Hauptachse ist vorzugsweise eine Spitzen­ kopfstruktur, das heißt eine zugespitzte Struktur. Eine Struktur, in der die Größe allmählich von einem mittleren Bereich zu dem Spitzenteil hin in Richtung der Hauptachse abnimmt (was bedeutet, daß die Anzahl der Bestandteilatome vermindert ist) bis schließlich zur Spitze des Spitzentei­ les hin (z. B. bei einem Krümmungsradius von 5 nm oder weni­ ger), das heißt eine sogenannte längliche Spindel, ist höchst bevorzugt.

Obwohl die nadelartigen Kristalle mit der oben beschriebenen Strukturgröße einzeln verwendet werden können, sind die Kristalle vorzugsweise radial angehäuft, um die Wahrschein­ lichkeit eines Punktkontaktes zu steigern. Wenn die nadel­ artigen Kristalle radial angehäuft sind, kann ein Punktkon­ takt unabhängig von der Richtung des Kontakts erhalten werden.

Da es sehr schwierig ist, nadelartige Kristalle radial anzuhäufen, nachdem die Kristalle erzeugt sind, werden die nadelartigen Kristalle und radialen Anhäufungen zweck­ mäßigerweise gleichzeitig erzeugt. In diesem Falle werden radial sich erstreckende nadelartige Kristalle an Kontakt­ punkten chemisch miteinander verbunden.

Beispiele der radialen Anhäufungen von nadelartigen Kristal­ len sind α-MnO₂ und γ-MnO₂, das durch eine Reaktion von Kaliumpermangat und Mangansulfat in einer wäßrigen Lösung erzeugt ist, δ-MnO₂, das durch eine Reaktion von Kalium­ permanganat und Salzsäure in einer wäßrigen Lösung erzeugt ist, und durch eine Dampfphasenreaktion erzeugtes tetrapod­ artiges ZnO.

Diese radialen Anhäufungen von nadelartigen Kristallen bilden zuweilen sekundäre Partikel, um größere Partikel entsprechend den Reaktionsbedingungen wachsen zu lassen. In diesem Falle ist der Leuchtwirkungsgrad herabgesetzt, was unerwünschte Ergebnisse zur Folge hat.

Diese leitenden Pulver werden einzeln oder in Form von Mischungen verwendet und mittels eines Bindemittels fixiert. Bevor die leitenden Pulver in einer Bindemittellösung dis­ pergiert werden, können sie mit einem Kopplungsmittel be­ handelt werden, um ihre Dispersionseigenschaft zu verbes­ sern. In diesem Falle kann ein Kopplungsmittel auf Alu­ miniumbasis oder auf Titanatbasis einen höchst bevorzug­ ten Effekt hervorrufen.

Beispiele für das Bindemittel sind ein Harz auf Vinylbasis, ein Harz auf Polyesterbasis, ein Harz auf Polyamidbasis, ein Harz auf Zellulosebasis, ein Harz auf Polyurethanbasis, ein Harz auf Harnstoffbasis, ein Harz auf Epoxybasis, ein Harz auf Melaminbasis und ein Harz auf Silikonbasis. Im besonderen kann ein Polymermaterial mit einer polaren Gruppe, wie einer Hydroxylgruppe, einer Carboxylgruppe oder einer Nitrogruppe, oder einer reaktiven Gruppe, wie einer Epoxygruppe, einer Isocyansäuregruppe bzw. Isocyan­ gruppe oder einer Silanolgruppe, bevorzugt verwendet werden. Ein Volumen-Mischverhältnis des leitenden Pulvers und eines als Bindemittel verwendeten Harzes fällt vorzugsweise in den Bereich von 2 : 3 bis 6 : 4 (Pulver : Bindemittel).

In diesem Falle bedeutet das Volumen nicht ein scheinbares Volumen, sondern vielmehr ein tatsächliches Volumen im Falle eines Pulvermaterials, und es bedeutet ein Volumen eines verfestigten Materials, welches kein Lösungsmittel oder dergleichen im Falle eines Harzmaterials enthält.

Falls die Menge des Bindemittelharzes größer ist als die des oben angegebenen Bereiches, ist der Widerstand der Strombegrenzungsschicht 4 ohne weiteres erhöht. Falls die Menge des leitenden Pulvers größer ist als die des obigen Bereiches, reißt die Strombegrenzungsschicht 4 leicht, womit die Filmbildungseigenschaften verschlechtert sind.

Die obige vierte Ausführungsform ist mit Rücksicht auf die Tatsache geschaffen worden, daß ein Leuchtwirkungs­ grad der konventionellen hybriden EL-Vorrichtung niedrig ist, da der Kontaktzustand des leitenden Pulvers in der Strombegrenzungsschicht bezogen auf die Lumineszenzschicht nahe eines Oberflächenkontaktes ist. In Übereinstimmung mit dieser Ausführungsform steht das leitende Pulver in der Strombegrenzungsschicht 4 elektrisch in Punktkontakt mit der Oberfläche des dünnen Filmes der Lumineszenz­ schicht 4. Deshalb ist die elektrische Feldstärke örtlich in dem Kontaktbereich erhöht, um Elektronen zu beschleu­ nigen, wodurch ein hoher Leuchtwirkungsgrad realisiert ist.

Nachstehend werden Beispiele erläutert, bei denen die lei­ tenden Pulver in den Strombegrenzungsschichten elektrisch in Punktkontakt mit den Oberflächen von Lumineszenzschich­ ten sind, wie bei der vierten Ausführungsform.

Eine Elektrolumineszenzvorrichtung mit der in Fig. 4 dar­ gestellten Struktur wurde wie folgt hergestellt.

Beispiel 6

Mangansulfat wurde einer wäßrigen Lösung aus Kaliumper­ manganat hinzugegeben, um eine Reaktion hervorzurufen. Der erzielte Niederschlag wurde mit Wasser gewaschen und getrocknet, um nadelartige γ-MnO-Kristallansammlungen zu erhalten. Dieses γ-MnO₂ war ein Partikel, bestehend aus 5 nm × 5 nm × 150 nm nadelartigen Kristallen mit einer mittleren Partikelgröße von etwa 500 nm. Der Krümmungsra­ dius der Spitze des jeweiligen nadelartigen Kristalles betrug etwa 4 nm.

Ein ITO-Film mit einer Dicke von etwa 500 nm wurde als transparente Elektrode 2 auf einem Glassubstrat 1 mittels eines reaktiven Sprühverfahrens gebildet. Dieser transpa­ renten Elektrode 2 wurde durch Lithographie ein bestimmtes Formenmuster gegeben. Anschließend wurde ein 0,3 Gewichts­ prozent Mn enthaltender ZnS-Film in einer Dicke von etwa 1 µm durch ein Elektronenstrahl-Dampfniederschlagungsver­ fahren gebildet. Zusätzlich wurde ein dünner ZnSe-Film in einer Dicke von etwa 60 nm mittels eines Elektronen­ strahl-Dampfniederschlagungsverfahrens gebildet.

Eine Lösungsmischung aus einem Bindemittelharz (MR-110 (Handelsname): Japan Zeon Co., Ltd.) und einem Verdünner wurde dem in der oben beschriebenen Weise hergestellten δ-MnO₂-Pulver hinzugesetzt, so daß ein Volumenverhältnis von Pulver zu Bindemittelharz nach erfolgter Verfestigung des Materials von 3 : 7 erzielt war. Das erzielte Material wurde eine Stunde lang unter Anwendung einer Sandmühle dispergiert.

Ein in der oben beschriebenen Weise hergestellter Lack wurde mittels eines Sprühverfahrens aufgetragen und getrocknet, um eine Strombegrenzungsschicht 4 mit einem spezifischen Widerstand von 8 × 10⁴ Ohm · cm und einer Schichtdicke von 15 µm zu bilden. Die so gebildete Strombegrenzungs­ schicht 4 war eine schwarze Schicht ohne Leerstellen; sie war durch das Bindemittelharz verfestigt und wies im wesentlichen eine gleichmäßige Dicke auf.

Ein Al-Film in einer Dicke von etwa 1 µm wurde als Rück­ platte 5 mittels eines Vakuum-Dampfniederschlagungsver­ fahrens gebildet. Die Strombegrenzungsschicht 4 und die Rückplatte 5 wurden gleichzeitig unter Verwendung einer Diamantnadel geritzt, wodurch ein bestimmtes Rückplatten­ muster gebildet wurde.

Wenn die in der oben beschriebenen Weise hergestellten EL-Vorrichtungen mit einem Treiber zum Emittieren von Licht verbunden waren, war das von der gesamten Oberfläche emit­ tierte Licht gleichmäßig, und es wurde keine Leuchtdichte­ änderung beobachtet. Der Leuchtwirkungsgrad bzw. die Licht­ ausbeute lag bei 0,8 lm/W.

Beispiel 7

Salzsäure wurde einer wäßrigen Lösung aus Kaliumpermanganat hinzugesetzt, die auf 90°C erwärmt war, um eine Reaktion hervorzurufen. Der Niederschlag wurde mit Wasser ausgewa­ schen und getrocknet, um radiale Anhäufungen nadelartiger Kristalle aus δ-MnO₂ zu erhalten. In diesem δ-MnO₂ waren 5 nm × 5 nm × 150 nm große nadelartige Kristalle radial gewachsen, und eine mittlere Partikelgröße der An­ sammlung betrug 0,2 bis 0,4 µm. Der Krümmungsradius der Spitze des jeweiligen nadelartigen Kristalles betrug 3 nm.

Ein ITO-Film mit einer Dicke von etwa 500 nm wurde als transparente Elektrode 2 auf einem Glassubstrat 1 mittels eines reaktiven Zerstäubungsverfahrens gebildet, und dieser transparenten Elektrode 2 wurde durch Photolithographie ein bestimmtes Formenmuster gegeben. Anschließend wurde ein 0,3 Gewichtsprozent Mn enthaltender ZnS-Film in einer Dicke von etwa 1 µm als Lumineszenzschicht mittels eines Elektronenstrahl-Dampfniederschlagungsverfahrens gebildet.

Darüber hinaus wurde ein dünner ZnSe-Film in einer Dicke von etwa 60 nm mittels eines Elektronenstrahl-Dampfnieder­ schlagungsverfahrens gebildet.

Eine Lösungsmischung aus einem Bindemittelharz (MR-110 (Handelsname): Japan Zeon Co., Ltd.) und einem Verdünner wurde dem in der oben beschriebenen Weise hergestellten δ-MnO₂-Pulver hinzugesetzt, so daß ein Volumenverhältnis von Pulver zu Bindemittelharz nach der Verfestigung des Materials erreicht war von 3 : 7. Das resultierende Material wurde drei Stunden lang mittels einer Sandmühle dispergiert.

Der in der oben beschriebenen Weise hergestellte Lack wurde mittels eines Sprühverfahrens aufgetragen und getrocknet, um eine Stromdichteschicht 4 mit einem spezifischen Wider­ stand von 2 × 10⁵ Ohm · cm und einer Filmdicke von 10 µm zu bilden. Die so gebildete Strombegrenzungsschicht 4 war eine schwarze Schicht ohne Leerstellen; sie war durch das Bindemittelharz verfestigt und wies im wesentlichen eine gleichmäßige Dicke auf.

Ein Al-Film mit einer Dicke von 1 µm wurde als Rückplatte 5 durch ein Vakuum-Dampfniederschlagungsverfahren gebildet. Danach wurden die Strombegrenzungsschicht 4 und die Rück­ platte 5 gleichzeitig unter Verwendung einer Diamantnadel geritzt, um ein bestimmtes Rückplattenmuster zu bilden.

Wenn die in der oben beschriebenen Weise hergestellten EL-Vorrichtungen mit einem Treiber zum Emittieren von Licht verbunden waren, war das von der gesamten Oberfläche emit­ tierte Licht gleichmäßig, und es wurde keine Leuchtdichte­ änderung beobachtet. Der Leuchtwirkungsgrad bzw. die Licht­ ausbeute betrug 1,1 lm/W.

Vergleichsbeispiel 2

Ein durch einen elektrolytischen Prozeß hergestelltes γ-MnO₂-Pulver wurde mittels einer Kugelmühle zu einem im wesentlichen kugelförmigen Pulver mit einer mittleren Partikelgröße von 0,3 µm gemahlen, und eine Lösungsmischung aus einem Bindemittelharz (MR-110 (Handelsname): Japan Zeon Co., Ltd.) und einem Verdünner wurde dem MnO₂-Pulver hinzugesetzt, so daß ein Volumenverhältnis von Pulver zu Bindemittelharz von 3/7 erzielt wurde. Damit war ein Lack nach denselben Prozeduren wie im Beispiel 6 hergestellt.

Der hergestellte Lack wurde mittels eines Sprühverfahrens auf ein Glassubstrat (eine Lumineszenzschicht 3) aufge­ tragen, das eine Lumineszenzschicht 3 und eine transparen­ te Elektrode 2 aufwies und nach denselben Prozeduren, wie im Beispiel 6 angegeben, hergestellt war. Dadurch war eine Strombegrenzungsschicht 4 mit einem spezifischen Wider­ stand von einem 8 × 10⁴ Ohm · cm und einer Schichtdicke von 20 µm gebildet.

Eine Rückplatte 5 wurde nach denselben Prozeduren, wie im Beispiel 6 angegeben, gebildet und mittels einer Dia­ mantnadel geritzt, wodurch ein bestimmtes Rückplattenmuster gebildet wurde.

Wenn die in der oben beschriebenen Weise hergestellten EL-Vorrichtungen mit einem Treiber zum Emittieren von Licht verbunden waren, war das von der gesamten Oberfläche emittierte Licht gleichmäßig, und es wurde keine Leucht­ dichteänderung beobachtet. Der Leuchtwirkungsgrad bzw. die Lichtausbeute betrug jedoch 0,1 lm/W.

Durch die EL-Vorrichtung gemäß der obigen vierten Aus­ führungsform können folgende Vorteile erzielt werden. Der Leuchtwirkungsgrad bzw. die Lichtausbeute der hybriden EL-Vorrichtung kann gesteigert werden, um einen geringen Leistungsverbrauch zu realisieren. Da eine notwendige Leuchtdichte mit geringer Leistung erreicht werden kann, kann darüber hinaus die Lebensdauerkennlinie der EL-Vor­ richtung verbessert werden.

Claims (37)

1. Elektrolumineszenzvorrichtung, bei der eine erste Elek­ trode (2), die Transparenz aufweist, eine Lumineszenz­ schicht (3), eine Strombegrenzungsschicht (4) und eine zweite Elektrode (5) aufeinanderfolgend auf einem Sub­ strat (1) gestapelt sind, welches transparent ist und eine elektrische Isoliereigenschaft aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zwischenschicht (6), die einen ersten Halbleiter mit einem Bandabstand von nicht weniger als 2,4 eV auf­ weist, in Kontakt mit der Lumineszenzschicht gebildet ist.

2. Elektrolumineszenzvorrichtung nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß die Strom­ begrenzungsschicht (4) aus einem leitenden Pulver und einem Bindemittel besteht.

3. Elektrolumineszenzvorrichtung nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß die Lumi­ neszenzschicht (3) im wesentlichen aus einem zweiten Halb­ leiter besteht und mit einem Element dotiert ist, das als Lumineszenzzentrum dient.

4. Elektrolumineszenzvorrichtung nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß der erste Halbleiter zumindest ein Halbleiter eines Typs ist, der aus der ZnS, ZnSe, CaS, CaSe, SrS, SrSe und CdS enthalten­ den Gruppe ausgewählt ist.

5. Elektrolumineszenzvorrichtung nach Anspruch 3, da­ durch gekennzeichnet, daß das als Lumineszenzzentrum dienende Element in dem ersten Halb­ leiter dotiert ist.

6. Elektrolumineszenzvorrichtung nach Anspruch 5, da­ durch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Halbleiter Halbleiter verschiedener Typen sind.

7. Elektrolumineszenzvorrichtung nach Anspruch 5, da­ durch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Halbleiter vom selben Typ sind und unterschied­ liche Bandabstände aufweisen.

8. Elektrolumineszenzvorrichtung nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß die Zwischen­ schicht (6) zwischen der Lumineszenzschicht (3) und der Strombegrenzungsschicht (4) gebildet ist.

9. Elektrolumineszenzvorrichtung nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß die Zwischen­ schicht (6) zwischen der ersten Elektrode (2) und der Lumi­ neszenzschicht (3) gebildet ist.

10. Elektrolumineszenzvorrichtung nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß die Lumines­ zenzschicht (3) in zumindest zwei Schichten aufgeteilt ist und daß die Zwischenschicht (6) zwischen den aufgeteil­ ten Schichten gebildet ist.

11. Elektrolumineszenzvorrichtung nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß die Zwischen­ schicht (6) eine Schichtdicke von 10 nm bis 300 nm aufweist.

12. Elektrolumineszenzvorrichtung nach Anspruch 11, da­ durch gekennzeichnet, daß die Zwischen­ schicht (6) eine Schichtdicke von 50 nm bis 150 nm aufweist.

13. Elektrolumineszenzvorrichtung nach Anspruch 8, da­ durch gekennzeichnet, daß die Zwischen­ schicht durch eine erste Zwischenschicht (6) in Kontakt mit der Lumineszenzschicht (3) und eine zweite Zwischenschicht (7) in Kontakt mit der Strombegrenzungsschicht (4) gebildet ist, daß die erste Zwischenschicht (6) im wesentlichen aus CaS, SrS oder BaS besteht und daß die zweite Zwischenschicht (7) im wesentlichen keinen Sauerstoff oder allenfalls eine geringe Sauerstoff­ menge enthält und einen spezifischen Widerstand von nicht mehr als 10³ Ohm · cm bei nicht weniger als einer Schwellwert­ spannung der Lumineszenzschicht (3) aufweist.

14. Elektrolumineszenzvorrichtung nach Anspruch 13, da­ durch gekennzeichnet, daß die zweite Zwischenschicht (7) im wesentlichen aus ZnS, ZnSe, CdS, Siliciumnitrid, Aluminiumnitrid, Siliciumoxynitrid, welches lediglich eine geringe Sauerstoffmenge enthält, oder Alu­ miniumoxynitrid, welches lediglich eine geringe Sauerstoff­ menge enthält, besteht.

15. Elektrolumineszenzvorrichtung nach Anspruch 13, da­ durch gekennzeichnet, daß die zweite Zwischenschicht (7) im wesentlichen aus einem Silicid, einem Carbid oder einem Borid eines Übergangsmetalls be­ steht.

16. Elektrolumineszenzvorrichtung dadurch ge­ kennzeichnet, daß eine erste Elektrode (2), die Transparenz aufweist, eine Lumineszenzschicht (3), eine Strombegrenzungsschicht (4), die ein Bindemittel und ein hauptsächlich Ruß enthaltendes leitendes Pulver ent­ hält, und eine zweite Elektrode (5) aufeinanderfolgend auf einem Substrat (1) gestapelt sind, welches Transpa­ renz und eine elektrische Isoliereigenschaft aufweist.

17. Elektrolumineszenzvorrichtung nach Anspruch 16, da­ durch gekennzeichnet, daß der Ruß ein Pulver mit einem Partikeldurchmesser von nicht mehr als 3 µm ist.

18. Elektrolumineszenzvorrichtung nach Anspruch 16, da­ durch gekennzeichnet, daß das leiten­ de Pulver ein Pulver aus einem Halbleiter auf Bariumtitanat­ basis enthält.

19. Elektrolumineszenzvorrichtung nach Anspruch 18, da­ durch gekennzeichnet, daß der Halb­ leiter auf Bariumtitanatbasis dadurch erhalten wird, daß eine geringe Menge an Yttrium oder Cer zu Bariumtitanat, Strontiumtitanat oder Bleititanat hinzugesetzt wird.

20. Elektrolumineszenzvorrichtung nach Anspruch 18, da­ durch gekennzeichnet, daß der Halb­ leiter auf Bariumtitanatbasis ein Pulver mit einer Par­ tikelgröße von nicht mehr als 3 µm ist.

21. Elektrolumineszenzvorrichtung nach Anspruch 18, da­ durch gekennzeichnet, daß das Binde­ mittel ein Bindemittelharz ist, welches ein Polymermaterial mit einer polaren Gruppe enthält, wie eine Hydroxylgruppe, eine Carboxylgruppe, eine Sulfonylgruppe oder eine Nitro­ gruppe oder eine reaktive Gruppe, wie eine Epoxygruppe, eine Isocyansäuregruppe oder eine Silanolgruppe.

22. Elektrolumineszenzvorrichtung nach Anspruch 21, da­ durch gekennzeichnet, daß die Strom­ begrenzungsschicht (4) aus einer Mischung des Rußpulvers, des Bariumtitanatpulvers und des Bindemittelharzes besteht und folgenden Beziehungen (1) bis (3) genügt ist: C/A ≧ 1,5 (1)
B ≧ 50% (2)
C ≧ 5%, (3)wobei A das Verhältnis des festen Volumens des Bariumti­ tanats zu dem Volumen der Strombegrenzungsschicht (4) ist, wobei B das Verhältnis des festen Volumens des Bindemit­ telharzes zu dem Volumen der Strombegrenzungsschicht (4) ist und wobei C das Verhältnis des festen Volumens des Rußes zu dem Volumen der Strombegrenzungsschicht (4) ist.

23. Elektrolumineszenzvorrichtung, bei der eine erste Elektrode (2), die Transparenz aufweist, eine Lumineszenz­ schicht (3), eine Strombegrenzungsschicht (4), welche ein leitendes Pulver und ein Bindemittel enthält, und eine zweite Elektrode (5) aufeinanderfolgend auf einem Sub­ strat (1) gestapelt sind, welches Transparenz und eine elektrische Isoliereigenschaft aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das in der Strombegrenzungsschicht (4) enthaltene lei­ tende Pulver elektrisch in Punktkontakt mit der Oberfläche der Lumineszenzschicht (3) ist.

24. Elektrolumineszenzvorrichtung nach Anspruch 23, da­ durch gekennzeichnet, daß das leiten­ de Pulver aus Partikeln mit zumindest einer Spitze oder einer Ansammlung davon besteht, wobei die betreffende Spitze elektrisch in Punktkontakt mit der Oberfläche der Lumines­ zenzschicht (3) ist.

25. Elektrolumineszenzvorrichtung nach Anspruch 24, da­ durch gekennzeichnet, daß ein Krüm­ mungsradius der Spitze des leitenden Pulvers für den elek­ trischen Punktkontakt mit der Oberfläche der Lumineszenz­ schicht (3) nicht mehr als 5 nm beträgt.

26. Elektrolumineszenzvorrichtung nach Anspruch 25, da­ durch gekennzeichnet, daß eine Parti­ kelgröße des leitenden Pulvers nicht mehr als 10 nm beträgt.

27. Elektrolumineszenzvorrichtung nach Anspruch 24, da­ durch gekennzeichnet, daß eine Form der betreffenden Partikel oder deren Ansammlung ein Tetra­ eder, ein Hexaeder, ein Oktaeder, ein Icositetraeder, eine Säule, eine Spindel oder eine Nadel ist.

28. Elektrolumineszenzvorrichtung nach Anspruch 24, da­ durch gekennzeichnet, daß die Parti­ kel, deren jeder eine Spitze hat oder Ansammlungen davon, radiale Ansammlungen sind, bei denen nadelartige Kristalle radial angesammelt sind.

29. Elektrolumineszenzvorrichtung nach Anspruch 28, da­ durch gekennzeichnet, daß ein Aspekt­ verhältnis einer Hauptachse zu einer Nebenachse des nadel­ artigen Kristalls nicht weniger als 5 : 1 beträgt.

30. Elektrolumineszenzvorrichtung nach Anspruch 29, da­ durch gekennzeichnet, daß das Aspekt­ verhältnis nicht kleiner als 10 : 1 ist.

31. Elektrolumineszenzvorrichtung nach Anspruch 28, da­ durch gekennzeichnet, daß die Länge zweier rechtwinklig zueinander verlaufender Nebenachsen des nadelartigen Kristalls 1 nm bis 10 nm beträgt und daß die Länge einer Hauptachse des betreffenden Kristalls 50 nm bis 200 nm beträgt.

32. Elektrolumineszenzvorrichtung nach Anspruch 29, da­ durch gekennzeichnet, daß der nadel­ artige Kristall eine längliche Spindel ist, die in Rich­ tung ihrer Hauptachse langgestreckt ist.

33. Elektrolumineszenzvorrichtung nach Anspruch 28, da­ durch gekennzeichnet, daß die radiale Ansammlung der nadelartigen Kristalle aus α-MnO₂ oder γ- MnO₂, was durch eine Reaktion von Kaliumpermanganat und Mangansulfat in einer wäßrigen Lösung erzeugt worden ist, aus δ-MnO₂, was durch eine Reaktion von Kaliumpermanganat und Salzsäure in einer wäßrigen Lösung erzeugt worden ist, oder aus tetrapodartigem ZnO besteht, welches durch eine Dampfphasenreaktion erzeugt worden ist.

34. Elektrolumineszenzvorrichtung nach Anspruch 23, da­ durch gekennzeichnet, daß das Bindemit­ tel ein Bindemittelharz ist, welches aus einem Polymermate­ rial mit einer polaren Gruppe, wie einer Hydroxylgruppe, einer Carboxylgruppe, einer Sulfonylgruppe oder einer Nitro­ gruppe, oder aus einer reaktiven Gruppe, wie einer Epoxygruppe einer Isocyansäuregruppe oder einer Silanolgruppe besteht.

35. Elektrolumineszenzvorrichtung nach Anspruch 34, da­ durch gekennzeichnet, daß ein Volumen­ mischverhältnis des leitenden Pulvers zu Bindemittelharz in einen Bereich von 2 : 8 bis 6 : 4 fällt.

36. Elektrolumineszenzvorrichtung nach irgendeinem der An­ sprüche 1, 16 und 23, dadurch gekennzeich­ net, daß die erste Elektrode (2) in Streifen in einer X-Richtung innerhalb eines X-Y-Feldes unterteilt ist und daß die Strombegrenzungsschicht (4) und die zweite Elektrode (5) in Streifen in einer Y-Richtung unterteilt sind.

37. Elektrolumineszenzvorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1, 16 und 23, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zumindest die erste Elektrode (2) in ihrer Ebene in ein bestimmtes Muster unterteilt ist.